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前頭前皮質ー線条体回路は、環境変化に応じて適応的に行動を切り替えるために極めて重要な回路である。本研究では、ラットを対象にして、前頭前皮質ー線条体回路を構成する個別の細胞の発火活動を測定および操作をすることで、適応行動を実現するための本回路の情報処理基盤を細胞レベルで明らかにすることを目的とする。本年度は、光遺伝学的手法と多細胞同時記録を用いた細胞タイプ特異的な発火活動記録技術「Multi-Linc法」と、特定の機能を抽出するための行動課題「損失感受性に基づく行動切り替え課題」を組み合わせることで、個別の回路構成細胞の機能的活動特性を高時間・高空間解像度で精密に検証するための実験を行った。その結果、前頭前皮質には、損失を感知し、これまで選択していた行動を切り替えるための負の報酬予測誤差信号が表現されており、そしてその情報は、線条体へ送られていることが明らかになった。また、さらに解像度を上げて前頭前皮質ー線条体回路の情報処理基盤を明らかにするために、逆行性越シナプス感染能をもつウイルスベクターシステムを用いた実験系の開発を行った。
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